PDF《煤炭清洁高效转化技术 进展及发展趋势》

在十八届 中共中央政治局第四十一次集体学习时的讲话中指出, 要 推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高 效的能源体系 .李克强总理在国家能源委员会会议上 指出, 把推动煤炭清洁高效开发利用作为能源转型发 展的立足点和首要任务 .国家发布一系列产业政策文 件,如《能源技术创新 十三五 规划》《煤炭深加工 产业示范 十三五 规划》《煤炭清洁高效利用行动 计划(2015―2020年)》《能源技术革命创新行动计划 (2016―2030年)》等,将煤炭高效清洁利用提升为我 国当前能源发展的基本战略.科技部组织专家规划的 科技创新2030―重大项目 更是明确将 推进煤炭高 效清洁利用 作为主要任务.

2 国内外煤炭清洁高效转化研究概况 煤炭转化的发展主要受资源条件、石油价格变 动、技术装备水平和政府政策等因素影响.煤炭清洁 转化方面国外起步较早,西方发达国家和煤炭主要 消费国一直在支持煤炭清洁转化及相关技术的研发, 掌握了一系列核心技术.例如:1927 年,德国在莱 那建成了世界第一套煤炭直接液化装置;

1976 年, 美国美孚公司开发成功甲醇生产汽油的 MTG 技术;

1981 年,德国在北威州建成了煤处理量为

200 吨/ 天的大型 IGOR(Injection Gas-Oil Ratio)中试厂;

水电、核电、风电消费总量 天然气消费总量 石油消费总量 煤炭消费总量 60.40% 13.60% 7.10% 18.90% 图12017 年中国能源消费结构 图22010―2018 年中国石油、天然气的对外依存度 80.00% 70.00% 60.00% 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 0.00%

2010 2012

2014 2016 2018(年) 对外依存度 石油 天然气 院刊

411 1986 年,日本三菱重工和科斯莫(COSMO)石 油合作开发的由合成气经二甲醚两段合成油技术 (AMSTG),建成了120千克/天的中间试验装置.虽 然国外在煤炭转化利用的基础研究和关键技术研发方 面具有一定优势,但总体上仍处于高端技术研发与储 备阶段.由于各国能源结构不同,在煤炭清洁转化领 域的研发和产业化方面投入力度不同,目前仅有南非 和美国等少数国家开展了部分工程示范与商业运行. 近年来,我国在煤炭清洁转化方面的技术发展很 快,取得了一系列重大成果.成功研发出

2 000―3

000 吨/天水煤浆和干煤粉气化技术并投入商业化运行,

100 万吨/年煤直接液化示范工程和

400 万吨/年煤间接 液化示范工程建成并投产,10 多套

60 万吨/年甲醇制 烯烃工业装置投入商业化运行.在煤气化、煤液化、 煤制烯烃等方面,我国总体上处于世界领先水平,但 还需进一步降低水耗和能耗,实现产品的灵活调变;

在煤热解及多联产、煤制天然气、煤制芳烃和含氧化 合物等方面,需要进一步突破关键技术,形成成套工 艺技术,开展工业示范.

3 煤炭清洁高效转化的主要技术 煤转化利用技术是用化学方法将煤炭转变为气 体、液体和固体产品或半产品,而后进一步加工成能 源和化工产品.目前,煤炭清洁高效转化利用方式主 要分为:热解、气化、液化(直接液化和间接液化) 等.现在发展的煤化工主要是以传统煤化工为基础, 以煤炭的清洁利用和高效转化为目标的现代煤化工[8] . 3.1 煤热解技术 煤热解技术是将煤中富氢组分通过热解方式提取 化工原料或优质液体燃料,以提高煤炭利用效率.

20 世纪